Исследование провела команда из Университета Торонто в Канаде, Больницы для детей SickKids и Онкологического центра принцессы Маргарет. Ученые применили новейшие технологии секвенирования одноклеточных РНК и машинного обучения. Так они выявили молекулярный состав стволовых клеток глиобластомы (ГСК), которые ответственны за появления опухолей и рецидивы после лечения. Результаты опубликовали в журнале Nature Cancer.

Команда собрала ГСК из опухолей 26 пациентов — всего около 70 тысяч — и исследовала в лаборатории. Анализ выявил новые субпопуляции ГСК, которые несут молекулярные признаки воспаления и смешиваются с другими раковыми стволовыми клетками внутри опухолей пациентов.

Это говорит о том, что некоторые глиобластомы начинают формироваться, когда нормальный процесс заживления тканей, срывается мутациями. Это может происходить за много лет до того, как у пациентов появляются симптомы. Как только мутировавшая клетка начинает участвовать в заживлении ран, она не может перестать размножаться, и это стимулирует рост опухоли — объяснили ученые. Таким образом, данные подтвердили, что каждая опухоль содержит несколько субпопуляций молекулярно различных раковых стволовых клеток.

«Наши данные показывают, что правильные мутации в клетках мозга могут нарушаться из-за черепно-мозговых травм и неверного заживления тканей. В итоге это приводит к появлению рака», — отметил доктор Питер Диркс, соавтор исследования.

Кроме того, оказалось, что каждая опухоль может находиться в одном из двух молекулярных состояний, называемых «развитием» и «реакцией на повреждение», либо на границе между ними.

Состояние развития — отличительная черта стволовых клеток глиобластомы, она напоминает состояние быстро делящихся стволовых клеток в растущем мозге до рождения. Второе состояние показало повышенную регуляцию иммунных путей и маркеров воспаления, таких как интерферон и TNFalpha, которые указывают на процессы заживления ран.

Эксперименты показали, что анализ этих состояний помогает выявить ряд терапевтических мишеней, которые ученые не рассматривали ранее. Также выяснилось, что пересечение этих состояний индивидуально для каждого пациента: значит, результаты исследования можно использовать для разработки индивидуальной терапии.

«Теперь мы будем искать лекарства, которые эффективны для любых пациентов, вне зависимости от того, в каком состоянии находятся их опухоли, — рассказал доктор Тревор Пью, один из руководителей исследования. — Сейчас у нас есть реальная возможность препарировать всего одну клетку опухоли и благодаря ей создать лекарственный коктейль, который может удалить стволовые клетки рака».

Фото: На снимке показано, как неверное заживление тканей приводит к образованию опухоли / ©Nature Cancer